变压器公开课教案

《变压器》公开课教案

教学目标

一、知识目标

1．知道变压器的构造。理解互感现象，理解变压器的工作原理。

2．理解理想变压器原、副线圈中电压、电流与匝数的关系，能应用它分析解决有关问题。

3．知道课本中介绍的几种常见的变压器。

二、技能目标

1．用电磁感应去理解变压器的工作原理，培养学生综合应用所学知识的能力。

2．讲解理想变压器使学生了解建立物理模型的意义。

三、情感态度目标

1．使学生体会到能量守恒定律是普遍适用的。

2．培养学生实事求是的科学态度。

教学重点难点

变压器工作原理。

变压器是如何将原线圈的电能传输给副线圈的。

教学方法

实验探究、演绎推理。

教学用具

可拆变压器、交流电压表、交流电流表、灯泡、自耦变压器、调压器、导线等。

教学过程

引入新课

[师]生产生活中使用的各种用电设备，需要的电压不是都一样的。家用电器用220V电压，机床动力用380V，照明灯用36V安全电压，电子管灯丝用6.3V 电压,电视显像管用1万多伏的电压,等等。在由统一的供电线路供电情况下,为了适应这些不同电压的需要,就要有一种改变电压的设备——变压器。这一节我们就要来了解一下变压器的构造及其工作原理等原理。

新课教学

1．变压器原理

[师]出示可拆变压器，引导学生观察，变压器主要由哪几部分构成？

[生]变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。一个线圈跟电源连接，叫原线圈(初级线圈)，另一个线圈跟负载连接，叫副线圈(次级线圈)。两个线圈都是绝缘导线绕制成的。铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。

[师]画出变压器的结构示意图和符号，如下图所示：

[演示]将原线圈接照明电源，交流电压表接到不同的副线圈上，观察交流电压表是否有示数。

[生]电压表有示数且示数不同。

[师]变压器原、副线圈的电路并不相同，副线圈两端的交流电压是如何产生的？请同学们从电磁感应的角度去思考。

[生]在原线圈上加交变电压U1，原线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生交

变的磁通量。这个交变磁通量既穿过原线圈，也穿过副线圈，在原、副线圈中都要引起感应电动势。如副线圈是闭合的，在副线圈中就产生交变电流，它也在铁芯中产生交变的磁通量，在原、副线圈中同样引起感应电动势。副线圈两端的电压就是这样产生的。

[师]物理上把原、副线圈中由有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象。互感现象是变压器工作的基础。

[生]变压器的铁芯起什么作用？

[师]如果无铁芯，并排放置的原、副线圈也发生互感现象，但原、副线圈所激发的交变磁场的磁感线只有一小部分穿过对方，漏失的磁感线不会在原、副线圈中传送电能。如有铁芯，由于磁化，绝大部分磁感线集中在铁芯内部，大大提高了变压器的效率。

[生]原、副线圈中，感应电动势大小跟什么有关系？

[师]与线圈中磁通量变化率及线圈匝数成正比。

师生共同活动：

(1)实验探究得出理想变压器的变压比关系。

(2)推导理想变压器的变压比公式。

设原线圈的匝数为N1，副线圈的匝数为N2，穿过铁芯的磁通量为Φ，则原副线圈中产生的感应电动势分别为

E1＝N1ΔΦ1Δt

E2＝N2ΔΦ2Δt

在忽略漏磁的情况下，ΔΦ1＝ΔΦ2，由此可得

E1 E2＝N1 N2

在忽略线圈电阻的情况下，原线圈两端的电压U1与感应电动势E1相等，则有U1＝E1；副线圈两端的电压U2与感应电动势E2相等，则有U2＝E2。于是得到

U1 U2＝N1 N2

[师]请同学们阅读教材，回答下列问题：

(1)什么叫理想变压器？

(2)什么叫升压变压器？

(3)什么叫降压变压器？

(4)电视机里的变压器和复读机里的变压器各属于哪一类变压器？

[生1]忽略原、副线圈的电阻和各种电磁能量损失的变压器，叫做理想变压器。

[生2]当N2＞N1时，U2＞U1，这样的变压器叫升压变压器。

[生3]当N2＜N1时，U2＜U1，这样的变压器叫降压变压器。

[生4]电视机里的变压器将220 V电压升高到10 000 V以上属升压变压器；复读机的变压器将220 V电压降到6 V，属于降压变压器。

[师]理想变压器原线圈的输入功率与副线圈的输出功率有什么关系？

[生]P出＝P入

[师]若理想变压器只有一个副线圈，则原副线圈中的电流I1与I2有什么关系？

[生]据P出＝U2I2，P入＝U1I1及P出＝P入得：

U2I2＝U1I1

则：I1

I2

＝

U2

U1

＝

N2

N1

[师]绕制原副线圈的导线粗细一样吗？

[生]粗细不一样。高压线圈匝数多而通过的电流小，用较细的导线；低压线圈匝数少而通过的电流大，用较粗的导线。

课堂小结

本节课主要学习了以下内容：

1．变压器主要由铁芯和线圈组成。

2．变压器可改变交变电的电压和电流，利用了原、副线圈的互感现象。

3．理想变压器：忽略一切电磁损耗，有

P输出＝P输入

U1 U2＝

N1

N2

I1

I2

＝

N2

N1

4．日常生活和生产中使用各种类型的变压器，但它们遵循同样的原理。作业

(略)

板书设计

变压器

变压器⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎧

构造：铁芯，原、副线圈原理：原、副线圈的电磁互感现象理想变压器⎩⎪

⎨⎪⎧

变压比 U 1U 2＝N 1N 2变流比

I 1I 2＝N 2N 1功率比

P 输出∶P 输入＝1∶1互感器⎩⎪⎨⎪⎧ 电压互感器电流互感器